Clotting and Proteolytic Activity of Freeze-Dried Crude Extracts Obtained from Wild Thistles Cynara humilis L. and Onopordum platylepis Murb

Abstract

The rising interest in finding alternatives to animal rennet in cheese production has led to studying the technological feasibility of using and exploiting new species of herbaceous plants. In this research work, and for the first time, freeze-dried extracts from Cynara humilis L. (CH) and Onopordum platylepis Murb. (OP) were studied for mineral and protein content, and their clotting and proteolytic activity were compared to those of Cynara cardunculus L. (CC). The effect of extract concentration (5–40 mg extract/mL), temperature (20–85 ◦C), pH (5–8), and CaCl2 concentration (5–70 mM) on the milk clotting activity (MCA) of CC, CH and OP extracts was evaluated. The MCA values were significantly higher in CC at the same extract concentration. The extract that showed the most significant increase in clotting activity due to increased temperature was OP, with maximum activity at 70 ◦C. The pH value for maximum milk clotting was 5.0 for both CC and CH, whereas, in the case of OP, the pH value was 5.5. CaCl2 enhanced the clotting capacity of the extracts, particularly for OP and CH. Furthermore, proteolytic activity (PA) and the hydrolysis rate increased with increasing time and enzyme concentration, with CC being the extract that achieved the highest caseinolytic activity.

El creciente interés en encontrar alternativas al cuajo animal en la producción de queso ha llevado al estudio de la viabilidad tecnológica del uso y aprovechamiento de nuevas especies de plantas herbáceas. En este trabajo de investigación, y por primera vez, se estudiaron extractos liofilizados de Cynara humilis L. (CH) y Onopordum platylepis Murb. (OP) para determinar su contenido mineral y proteico, y se compararon su actividad coagulante y proteolítica con las de Cynara cardunculus L. (CC). Se evaluó el efecto de la concentración del extracto (5–40 mg de extracto/mL), la temperatura (20–85 °C), el pH (5–8) y la concentración de CaCl₂ (5–70 mM) en la actividad coagulante de la leche (MCA) de los extractos CC, CH y OP. Los valores de MCA fueron significativamente más altos en CC a la misma concentración de extracto. El extracto que mostró el mayor aumento en actividad coagulante debido al aumento de temperatura fue OP, con una actividad máxima a 70 °C. El valor de pH para la máxima coagulación de la leche fue de 5.0 tanto para CC como para CH, mientras que en el caso de OP, el valor de pH fue de 5.5. El CaCl₂ mejoró la capacidad coagulante de los extractos, particularmente para OP y CH. Además, la actividad proteolítica (PA) y la tasa de hidrólisis aumentaron con el tiempo y la concentración de la enzima, siendo CC el extracto que alcanzó la mayor actividad caseinolítica.